Digital Materials - nowe kierunki rozwoju symulacji numerycznej procesów przetwórstwa metali

• Autorzy: Gawąd J. , Kusiak J. , Pietrzyk M. , Rauch Ł. , Madej Ł.

Warianty tytułu

EN

Digital Materials - new trends in development of numerical

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy omówiono nowoczesne metody analizy procesów zachodzących w metalach i stopach podczas przeróbki plastycznej, wykorzystujące metodę analizy wieloskalowej CAFE (Cellular Automata in Finite Element). Szczególny nacisk położono na wykorzystanie zalet cyfrowej reprezentacji materiału, pozwalającej wiernie odwzorować rzeczywistą mikrostrukturę z jej cechami charakterystycznymi, stwarzając nową jakość symulacji numerycznej. W artykule przedstawiono przegląd dotychczasowych zastosowań koncepcji cyfrowej reprezentacji materiału oraz propozycję własnego rozwiązania w tej dziedzinie. Zaprezentowano również opis tworzenia cyfrowej struktury materiału opierając się na rzeczywistym zdjęciu z mikroskopu optycznego oraz możliwości wykorzystania tak przygotowanej struktury w opracowanych modelach analizy wieloskalowej CAFE.

EN

Application of new multi scale CAFE (Cellular Automata in Finite Element) models to numerical simulation of material behaviour during deformation processing is the subject of the paper. Particular attention is put on investigation of capabilities created by the digital material representation approach. This approach provides a possibility for detailed description of microstructure taking into account its specific features. Literature review on application of the digital material methodology, as well as proposition of the model developed by the Authors based on this idea, are presented in the work. Entire cycle of generation of the digital structure from the optical microscope image, as well as possibilities of its further application in developed multi scale CAFE models, are discussed in the paper.

Słowa kluczowe

PL

cyfrowa reprezentacja materiału; modelowanie wieloskalowe; rekrystalizacja dynamiczna; lokalizacja odkształcenia

EN

digital material representation; multi scale models; dynamic recrystallization; strain localization

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 74, nr 4
• Strony: 208--216
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Gawąd J.

autor

Kusiak J.

autor

Pietrzyk M.

autor

Rauch Ł.

autor

Madej Ł.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej; al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• 1. Daux C., Moes N., Dolbow N., Sukumar J., Belytschko T.: Arbitrary branched and intersecting cracks with the extended finite element method, Int. J. Num. Met. Eng., t. 48, s. 2000, 1741–1760
• 2. Paszyński M., Kopernik M., Madej Ł., Pietrzyk M.: Automatic hp adaptivity to improve accuracy of heat transfer model and linear elasticity problems in engineering solving, J. machine Eng., t. 16, 2006, s. 73–82
• 3. Zhu Q., Abbod M. F., Talamantes-Silva J., Sellars C. M., Linkers D. A., Beynon J. H.: Hybrid modelling of aluminummagnesium alloys during thermomechanical processing in terms of physically based, neuro-fuzzy and finite element models, Acta Mater., t. 51, 2003, s. 5051–5062
• 4. Beynon J. H., Das S., Howard I. C., Palmier E. J., Shterenlikht A.: The combination of cellular automata and finite elements for the study of fracture; the CAFE model of fracture, Proc. Conf., ECF14, eds, Neimitz A., Rokach I.V., Kocańda D., Gołoś K., Kraków, 2000, s. 241–248
• 5. Mrozek A., Kuś W., Burczyński T.: Application of the coupled boundary element method with atomic model in the static analysis, Comp. Meth. Mater. Sci., t. 7, 2007, s. 284–288.
• 6. Liu G. R., Liu M. B.: Smoothed particle hydrodynamic: a meshfree particle method, World Scientific Publishing, 2003
• 7. Madej Ł., Hodgson P. D., Pietrzyk M.: Multi scale analysis of material behavior during deformation processes, in: Foundation of Materials Design, eds, Kurzydlowski K.J., Major B., Zięba P., Research Signpost, Kerala, 2006, s. 17–47
• 8. Dawson P. R., Miller M. P.: The digital material – an environment for collaborative material design, project poster: http://anisotropy.mae.cornell.edu/downloads/dplab/
• 9. Bernacki M., Chastel Y., Digonnet H., Resk H., Coupe T., Logé R. E.: Development of numerical tools for the multiscale modelling of recrystallisation in metals, based on a digital material framework, Comp. Meth. Mater. Sci., t. 7, 2007, s. 142–149
• 10. Groeber M., Uchic M. D., Dimiduk D. M., Bhandari Y., Ghosh S. A.: Framework for Automated 3D Microstructural Analysis and Representation, Proc. Conf., 3rd Int. Conf. Multiscale Materials Modeling, ed. Gumbsch P., 2006, s. 438–446
• 11. Nixon M. S., Aguado A. S.: Feature Extraction and Image Processing, First Edition, Newnes, 2002
• 12. Rauch L., Kusiak J.: Edge Detection and Filtering Approach Dedicated to Microstructure Image Analysis, Comp. Meth. Mater. Sci., t. 7, 2007, s. 305–310
• 13. Lenard J. G., Pietrzyk M., Cser L.: Mathematical and Physical Simulation of the Properties of Hot Rolled Products, Elsevier, Amsterdam, 1999
• 14. Gawąd J., Pietrzyk M.: Application of CAFE Coupled Model to Description of Microstructure Development during Dynamic Recrystallization, Arch. Metall. Mater., t. 52, 2007, (in press)
• 15. Sakai T.: Dynamic recrystallization Microstructures under Hot Working Conditions, J. Mat. Proc. Techn., t. 53, 1995, s. 349–361
• 16. Mecking H., Kocks U. F.: Kinetics of Flow and Strain Hardening, Acta Metall., t. 29, 1981, s. 1865–1875
• 17. Madej Ł., Hodgson P. D., Pietrzyk M.: Multi Scale Rheological Model for Discontinuous Phenomena in Materials under Deformation Conditions, Comp. Mat. Sci., t. 38, 2007, s. 685–691
• 18. Korbel A.: Structural and Mechanical Aspects of Homogeneous and Non-Homogeneous Deformation in Solids, Courses and Lectures – No. 386, Springer, 1998, s. 21–98
• 19. Cizek P., Bai F., Rainforth M., Baynon J.: Fine Structure of Shear Bands Formed during Hot Deformation of Two Austenitic Steels, Mat. Trans., t. 45, 2004, s. 2157–2164